Influence of the gas flow on the efficiency of electrostatic precipitators

• Autorzy: Sładkowska-Rybka B. , Sarna M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ przepływu spalin na skuteczność odpylania w elektrofiltrze

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Electrostatic precipitators (ESP) arc the most commonly used devices for gas cleaning in the power industry. From the beginning of ESP usage on a commercial scale, it has been said that all swirls and turbulences should be eliminated from the gas flow, approaching uniform gas distribution in an ESP chamber. Application of CFD (Computer Fluid Dynamics) methods in electrostatic precipitation caused radical changes in views on the role of the gas flow. Scries of non-uniform gas flows was then indicated, causing an increase in ESP efficiency. This paper is a review of the gas flow distributions used in ESP and their influence on ESP efficiency. The results of computer analysis presented in this paper show that diversification of gas velocity in the ESP chamber leads to efficiency improvement for shorter zones; however, for longer zones it causes an efficiency drop. The efficiency raise owing to diversification of gas flow profile is a consequence of exponential gas velocity - efficiency dependence.

PL

Elektrofiltry należą do najczęściej stosowanych w energetyce urządzeń odpylających. Do niedawna sądzono, że wszelkie turbulencje w komorze odpylacza prowadzą do obniżenia skuteczności jego pracy, stąd dążono do osiągnięcia równomiernego przepływu spalin wewnątrz elektrofiltru. Zastosowanie komputerowego modelowania procesu odpylania w elektrofiltrze radykalnie zmieniło pogląd na rolę przepływu gazu w urządzeniu. Stwierdzono bowiem, że nierównomierne, odpowiednio ukształtowane przepływy spalin (tzw. przepływy skośne) prowadzą do poprawy skuteczności pracy odpylacza. W artykule dokonano przeglądu typów skośnych przepływów spalin stosowanych w elektrofiltrach oraz ich wpływu na skuteczność pracy urządzenia. Zaprezentowano wyniki własnych symulacji komputerowych, wykorzystujących prosty model obliczeniowy, obrazujące wpływ sposobu przepływu spalin na skuteczność odpylania w elektrofiltrze, ze szczególnym uwzględnieniem długości strefy. Wyniki badań wskazują, że zróżnicowanie prędkości spalin prowadzi do poprawy skuteczności odpylania szczególnie w przypadku krótkich stref w elektrofiltrze. W przypadku stref długich, maksymalna skuteczność odpylania jest osiągana, dla przyjętego dwuczęściowego modelu strefy odpylania, przy równomiernym przepływie spalin w urządzeniu.

Słowa kluczowe

EN

electrostatic precipitation; gas flow distribution; skewed gas flow; ESP efficiency

PL

przepływ spalin; skośny przepływ spalin; odpylanie; elektrofiltr

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 33, no. 3
• Strony: 29--36
• Opis fizyczny: bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Sładkowska-Rybka B.

autor

Sarna M.

• University of Bielsko-Biala, Institute of Engineering and Environmental Protection ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• [1] Deutsch W.: Bewegung and Ladling der Elektrizitdtstrdger im Zilinderkondensator, Ann. der Physik, 335,68(1922).
• [2] Frank W.J.: Aspects of ESP upgrading, Proceedings 6th International Conference on ESP, Budapest, Hungary, 1996.
• [3] Gibson D., W. Schmitz, A.G. Hein: Electrostatic precipitator skew gas flow technology application and qualification, Proceedings 7th International Conference on ESP, Kyongju, South Korea, 1998.
• [4] Hein A., D. Gibson: Electrostatic precipitator skewed gas flow technology - ESKOM experience in South Africa, Proceedings 86th Annual Meeting and Exhibition, Nashville, USA, 1996.
• [5] Hein A.G.: A new concept in precipitator gas flow distribution, Proceedings 3rd International Conference on ESP, Padova, Italy, 1987.
• [6] Hein A.G.: Dust re-enlrainment, gas distribution and electrostatic precipitator performance, Control Technology, 39, 5(1989).
• [7] Idelcik I.E., V.P. Aleksandrov: The effect on non-uniformity of the gas flow on the efficiency of electrostatic precipitators, Teploenergetika, 21, 18 (1974).
• [8] Lind L.: Influence of gas distribution on precipitator performance, Proceedings 6th Joint EPA/EPRI Symposium on Transfer and Utilization of Paniculate Control Technology, New Orleans, USA, 1986.
• [9] Mc Donald J.R., A.H. Dean: Electrostatic precipitator manual, Noycs Data Corporation, New York 1962.
• [10] Sarna M.: Some aspects of flow skew technology in ESP performance improvements, Proceedings 7th International Conference on ESP, Kyongju, South Korea, 1998.
• [11] Sarna M., B. Sładkowska-Rybka: Przedziałowa skuteczność elektrofiltru a niestandardowe przepływy gazu. Materiały VII Konferencji Naukowo-Technicznej ELEKTROFILTRY 2004, Wydawnictwo Kraków 2004.
• [12] Sarna M., M. Jędrusik: Wpływ modyfikacji pola prędkości gazu na skuteczność elektrofiltru zainstalowanego w Elektrowni Rybnik, Ochrona powietrza i problemy odpadów, 5, 211-216 (1999).
• [13] Sarna M., B. Sładkowska-Rybka, E. Grys: Fractional efficiency of electrostatic precipitators versus skewed flow gas technology, Proceedings 9th International Conference on ESP, Mpumalanga, South Africa, 2004.
• [14] Sarna M.,B. Sładkowska-Rybka: Odpylanie gazów z submikronowych ziaren pyłu w elektrofiltrze, Materiały XII Konferencji Naukowo-Technicznej Zapobieganie zanieczyszczeniu środowiska, Wydawnictwo ATH, Szczyrk 2004.
• [15] Sarna M.: Influence of dust re-entrainment andskew gas flow technology on ESP efficiency, Proceedings 8th International Conference on ESP, Birmingham, USA, 2001.
• [16] Schmitz W., D. Gibson, L. Pretorius: ESP performance prediction and flow optimization using CFD modeling, Proceedings 7th International Conference on ESP, Kyongju, South Korea, 1998.
• [17] White H.J.: Electrostatic precipitation, Addison-Wesley Publishing Company, London 1963 (Reprint by ISESP).